山区高速公路跨越通航河流的路线方案比选

2021-01-09张润恒

黑龙江交通科技 2021年6期

张润恒

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710068)

1 工程概况

绵阳至苍溪高速公路位于四川省东北部的绵阳市和广元市境内，路线起于绵阳市游仙区，经梓潼县、广元市剑阁县，至广元市苍溪县。

走廊带按地貌成因、形态类型、地质构造格局，将工程区内地貌划分为两大成因类型，五种地貌形态，分别有：(1)枝状单斜低山深谷地貌(I1)分布于嘉陵江两岸；(2)羽状低山窄谷地貌(I3)在西河以东，嘉陵江以西之间，谷岭多平行排列，发育方向北西10°～30°；(3)桌状低山缓坡宽谷地貌(I2)分布线路走廊带的中部偏北地区；(4)丘陵洼地地貌(I5)主要分布于线路起点玉河场一带；(5)侵蚀堆积地貌(Ⅱ)主要分布于梓潼河、嘉陵江等较大河流两侧。

区内出露地层为第四系全新统坡残积层、崩坡积层、上更新统、全新统冲积层等地层，基岩主要有白垩系、奥陶系地层。工程区构造单元上属于川西前陆盆地区(Ⅱ1)，地质构造发育条件一般，主要发育西南-东北向构造。区内主要构造体系为绵阳环状构造体系和新华夏系，主要有老关庙背斜、玉河场向斜、九龙山背斜等，区内未见断裂构造，工程区总体上受活动断裂带的影响较弱。

项目区域不良地质主要有滑坡、崩塌危岩和崩塌堆积体、潜在不稳定斜坡。特殊性岩土为软弱土、膨胀性土、人工填土。

路线总体走向为西南东北方向。起于绵阳市游仙区魏城镇南，与京昆高速绵阳至成都段扩容的魏城枢纽终点衔接，经绵阳市游仙区魏城镇、东宣乡、徐家镇，梓潼县石牛镇、观义镇、东石乡、文昌镇、自强镇、马迎乡，广元市剑阁县公店乡、国光乡、柘坝乡、迎水乡、广坪乡、碑垭乡、圈龙乡、香沉镇、羊岭镇，苍溪县白桥镇、亭子乡、浙水乡、陵江镇等22个乡镇，终点与G75兰海高速形成十字枢纽，顺接苍溪至巴中高速公路。按双向四车道高速公路标准建设，设计速度80 km/h，路基宽度25.5 m。

2 跨越嘉陵江段路线方案比选

2.1 嘉陵江段路线方案概述

跨越嘉陵江段路线位于苍溪县白桥镇、亭子乡、浙水乡、陵江镇，路线布设主要受嘉陵江、引水隧洞、池鲤村古树、兰渝铁路、天然气井、广南枢纽等控制因素。提出不同桥位跨嘉陵江的K线、A12、A13、A16线方案进行研究。

(1)方案论述

A12线路线里程12.856 km。与K线相比，(K+A12+K)线优点：①路线路程缩短620 m；②出隧道后路线距天然气井较远；③桥梁规模减少1 105 m。缺点有：①在亭子口水电站水坝上游设斜拉桥跨江，工程规模大；②隧道规模增加150 m。③路线上跨兰渝铁路，沟通协调及施工难度大；④建安费增加约23 106万元。

A13线路线里程12.757 km。与K线相比，(K+A13+K)线优点：①路线里程缩短634 m；②桥梁规模减少1 285 m；③隧道规模减少1 010 m；④建安费节省约16 563万元。缺点有：①桥梁位于亭子口水电站大坝下游520 m左右，距离大坝太近。从水电站角度讲，对发电有影响；从安全角度讲，发电站开闸泄水产生的雾气，通行安全隐患大。②水电站对嘉陵江南北两侧整较大范围已征地，正在施工，路线穿过该区域及已建成的管理及运营厂区，拆迁量大。

A16线路线里程13.617 km。与K线相比，(A16+K)线优点：①桥梁规模减少730 m；②建安费节省约1 766万元。缺点有：①隧道规模增加265 m；②路线里程增长226 m；③拆迁量增加约6 869 m2；④占用农田增加16 000 m2。

(2)比选结论

A12线为在亭子口水电站水坝上游设斜拉桥(160 m+620 m+160 m)跨越嘉陵江，路线里程较短，桥梁规模较小，出隧道后路线距天然气井较远，但隧道规模较大，拆迁规模大，路线上跨兰渝铁路，沟通协调及施工难度大，工程规模大，造价高。

A13线跨江位置在大坝下游520 m附近，线形顺捷，里程较短，桥梁规模较小，隧道规模小，但桥位距离大坝太近，沟通协调难度大，安全隐患大，且水电站对嘉陵江南北两侧整较大范围已征地，正在施工，路线穿过该区域及已建成的管理及运营厂区，拆迁规模大，协调难度大。

A16线跨江位置在大坝下游2 km附近，桥梁规模较小，但路线绕行，路线里程长，隧道规模大，拆迁量较大，占用农田较多。

K线跨江位置在大坝下游1.5 km附近，存在跨江之前的隧道洞口偏压，进出洞条件差，路线相对绕行，线形指标略低，桥梁规模最大，但隧道规模较小，路线布设充分考虑了绕避引水隧洞、减少拆迁、绕避池鲤村古树、绕避天然气井、下穿兰渝铁路的条件及绕避不良地质等因素，总的工程规模较小，造价较低。

K线符合工可批复，并取得通航论证，与A12、A13、A16综合比较，K线有优势。

2.2 嘉陵江段路线方案对比论述

跨嘉陵经段路线方案涉及跨江位置及与苍巴高速的衔接问题，在初步设计阶段对该段做了多方案研究，随着勘察设计工作的深入，一些过程方案予以舍弃，尚有比较价值的有K线、A14线、A15线、A16线及南北方案互相组合的方案。

各方案对比情况论述分三个层次，论述如下。

(1)基于北线茶店村终点的K线与A16线的比较

①方案论述

基于工可批复的茶店村终点，提出不同桥位即K线与A16线的比选论证。

K线起于大石咀，路线向东北方向布设，设桥跨越洞子河，经大房咀、车家坝，设隧道穿越陶家坡后，设特大桥(105+200+105钢构)跨越嘉陵江，进入神皇垭隧道，在三岔溪出洞。路线里程10.241 km。

A16线起于大石咀，路线向东布设，设桥跨越洞子河，设隧道穿越干柏山、洇浸山，经伏家角、黄岭垭，设特大桥(105+2×200+105钢构，由于该方案为了利用地形缩短隧道长度，标高较K线高约60 m，嘉陵江特大桥最大墩高约125 m，所以主跨采用2 m×200 m钢构)跨越嘉陵江，进入神皇垭隧道，出隧道后与K线相接。路线里程10.015 km。

②比选结论

A16线为既有嘉陵江大桥南侧跨越嘉陵江的路线方案，本方案桥梁规模较K线减小720 m，但隧道规模增加265 m，拆迁规模较K线增加约9 218 m2，占用农田较多较K线增加24亩，总的工程规模大，工程造价高。

K线为沿用工可跨江位置的优化方案，平纵指标略低，桥梁规模较A16线多720 m，但路线里程缩短226 m，隧道规模减少265 m，拆迁规模减少约9 218 m2，占用农田节省约16 000 m2，总的工程规模小，工程造价低；且跨江位置符合工可批复，环保、通航论证已通过评审。

综上，K线与A16线两方案对比，K线更优。

(2)基于南线钟家浩终点的(K+A15)线与A14线的比较

基于钟家浩村终点，提出不同桥位即A14线与(K+A15)线的比选论证。

①方案论述

K+A15线起于大石咀，路线向东北方向布设，设桥跨越洞子河，经大房咀、车家坝，穿越大田坪隧道后，设特大桥(105+200+105钢构)跨越嘉陵江，进入神皇垭隧道，出隧道后经老柏树咀，设桥跨越三岔溪后，上跨兰渝铁路，止于黄家坪。路线里程10.300 km。

A14线起于大石咀，路线向东布设，设桥跨越拱坝河，设隧穿越干柏山、洇浸山后，设特大桥(105+2×200+105钢构，由于该方案为了利用地形缩短隧道长度，标高较K线高，嘉陵江特大桥最大墩高约120 m，所以主跨采用2 m×200 m钢构)跨越嘉陵江，设桥跨越三岔溪后，上跨兰渝铁路后在黄家坪附近与A15线相接。路线里程10.317 km。

②比选结论

A14线为既有嘉陵江大桥南侧跨越嘉陵江的路线方案，本方案桥梁规模较(K+A15)线减少345 m，拆迁减少约14 672 m2，但隧道规模较(K+A15)线增加480 m，占用农田增加约66亩，总体来说桥隧比高，工程规模大，工程造价高。

(K+A15)线为沿用工可跨江位置的优化方案，桥梁规模较(K+A15)线增加345 m，拆迁增加约14 672 m2，但隧道规模较(K+A15)线减少480 m，占用农田减少约44 000 m2，路线平面线形指标高，且跨江位置符合工可批复，环保、通航论证已通过评审。

综上，(K+A15)线与A14线两方案对比，(K+A15)线更优。

(3)基于终点接线的北线(K线)与南线(A15线)的比较

基于不同终点情况对K及A14两个桥位的综合比选，K线方案在工程规模和行政审批上均存在优势，因此，嘉陵江特大桥桥位推荐K线方案。

①方案论述

嘉陵江特大桥桥位经过同深度方案比选后，桥位采用K线桥位，基于该桥位对路线终点方案进行比选。

K线(嘉陵江-茶店终点)：路线起于伏家角，路线向东南方向布设，设桥跨越车家坝，设隧道穿越陶家坡后，设特大桥(105+200+105钢构)跨越嘉陵江，进入神皇垭隧道，在三岔溪出洞，绕过池鲤村古树后下穿兰渝铁路，路线沿河谷北侧布线，终点位于茶店村附近，与广南高速设十字枢纽相接。路线里程9.091 km。

A15线(嘉陵江-钟家浩终点)：路线起于伏家角，设桥跨越车家坝，穿越大田坪隧道后，设特大桥(105+200+105钢构)跨越嘉陵江，进入神皇垭隧道，出隧道后经老柏树咀，设桥跨越三岔溪，上跨兰渝铁路后，设枢纽与广南高速相接。路线里程6.948 km。

②比选结论

K线优点：a符合工可批复；b桥梁规模较A15线减少390 m；c拆迁规模减少约16 214 m2；d与广南高速交叉接近正交，立交布设条件相对较好，平纵指标高，通行能力好。

K线缺点：a路线里程较A15线增长2.143 km；b隧道规模增加1 485 m；c占地增加约140 667 m2；d土方量较A15线多60万方；e控制因素较多，如池鲤村古树、引水隧洞、天然气井、兰渝铁路、铁路弃渣场、沿河堆积体段落、广南高速等。

总体来说K线路线里程长，不良地质路段多，占用土地多，土方量大，工程规模大，工程建安费高。

而A15线优点：a路线里程较K线减短2.143 km；b隧道规模减少1 485 m；c占地减少约140 667 m2；d土方量减少60万方；e控制因素相对少，只有兰渝铁路、±500 KV亭中线等。

A15线缺点：a与工可批复终点不一致；b桥梁规模较K线增加390 m；c拆迁规模增加约16 214 m2；d拆±500 KV亭中线钢塔一座(改移约1 000万元)；e与广南高速交叉近27°，枢纽立交布设条件受限，形式局促，平纵指标低，通行能力差。

总体来说，拆迁规模较大，但路线里程短，不良地质路段少，占用土地少，土方量小，工程规模小，工程建安费节省明显。

综上论述，A15线方案节约工程建安费较多，但在审批程序上需进一步协调，且由于地方招商优惠条件，征拆费用按7万元/667 m2计列，在造价中不反应真实的拆迁情况，实际拆迁费用北线远低于南线。经业主与地方政府多次沟通协调，由于南线存在较大的拆迁工程，社会影响大，政府财政指标不满足要求，南线方案无法落地实施，业主与地方政府达成一致意见，建议走北线方案(工可批复走廊)。

经综合比选，推荐K线走廊方案。